Question

19．理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池．
（1）请利用反应“Cu+2Ag⁺═2Ag+Cu²⁺”在右图方框中设计一个化学电池，指明电池的正负极材料及电解质溶液，并标出电子流动的方向．
（2）该电池的负极反应式为Cu-2e^-=Cu²⁺；
（3）若导线上转移电子2.5mol，则正极生成银27克．
（4）若原电池的总反应为Cu+2Fe³⁺═2Fe²⁺+Cu²⁺，则此电池的正极反应式为Fe³⁺+e^-=Fe²⁺．

Answer 1

分析 （1）根据原电池的电池反应确定正负极及电解质溶液，电子从负极流向正极；
（2）根据正负极上发生反应的反应类型写出电极反应式；
（3）根据转移电子与银的关系式计算生成银的质量；
（4）电池的正极上发生得电子的还原反应，据此书写．

解答 解：（1）根据反应方程式知，选铜、银作电极材料，硝酸银溶液作电解质溶液，电子从负极流向正极，电子流向如图箭头所示，该装置图为：；
（2）根据电极材料的活泼性判断正负极，较活泼的铜作负极，失去电子变成离子进入溶液，该电池的负极反应式为，故答案为：Cu-2e^-=Cu²⁺；
（3）若导线上转移电子2.5mol，设：正极生成银质量是x，
Cu+2AgNO₃ =Cu（NO₃）₂ +2Ag      转移电子
                                  （2×108）g        2mol
                                               x          2.5mol
$\frac{2×108}{x}=\frac{2}{2.5}$，解得x=27g，故答案为：27；
（4）若原电池的总反应为Cu+2Fe³⁺═2Fe²⁺+Cu²⁺，此电池的正极上发生得电子的还原反应，即反应式为Fe³⁺+e^-=Fe²⁺，故答案为：Fe³⁺+e^-=Fe²⁺．

点评 原电池的构成条件：
1、有两种活泼性不同的金属（或其中一种为非金属导体）作电极；
2、电极均需插入电解质溶液中；
3、两极相互连接（或接触）；
4、能自发地发生氧化还原反应．